長(zhǎng)距離大口徑鋼頂管施工關(guān)鍵技術(shù).pdf

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1、第3期(總第146期)2010年6月中圄千放暑農(nóng)No．3(seriaINo．146)CHINAMUNICIPALENGINEERINGJun．2010長(zhǎng)距離大口徑鋼頂管施工關(guān)鍵技術(shù)馮一輝，王康，王劍鋒(上海市第一市政工程有限公司．上海200082)摘要：上海青草沙水源地原水T程采用DN3600、DN2800：走：口徑鋼頂管。從設(shè)備選型、井內(nèi)布置、組對(duì)焊接、注漿減摩、鋼管頂進(jìn)要點(diǎn)、中繼問使用、注漿孔封堵、測(cè)量控制等方面，對(duì)這種長(zhǎng)距離、大口徑鋼頂管施工要點(diǎn)進(jìn)行分析。它為同類工程提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：原水工程；鋼頂管；設(shè)備選型；并內(nèi)布置：中圖分類號(hào)：TU990．3文

2、獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1設(shè)備選型青草沙嚴(yán)橋支線C10標(biāo)采用DN3600鋼頂管。長(zhǎng)4．3km．沿線穿越磁懸浮、合流二期DN3500污水鋼管、220kV高壓鐵塔等重大障礙物：金海支線C2標(biāo)采用DN2800鋼頂管，長(zhǎng)5．2km，沿線穿越A30公路。2個(gè)標(biāo)段有8個(gè)頂程>800m。在長(zhǎng)距離、大口徑鋼頂管施丁中，對(duì)設(shè)備可靠性、系統(tǒng)性要求特別高．一旦出現(xiàn)故障．恢復(fù)頂進(jìn)相當(dāng)困難。目前．一般采用泥水平衡和土壓平衡2種形式的頂管掘進(jìn)機(jī)．在青草沙工程施工中．根據(jù)頂管沿線穿越障礙物情況、覆土深度及土質(zhì)情況分析．結(jié)合以往頂管施工經(jīng)驗(yàn)，2個(gè)標(biāo)段均采用土壓平衡頂進(jìn)、泥水出土形式。主要零部件自行設(shè)計(jì)。具有頂

3、進(jìn)比較連續(xù)、頂進(jìn)速度快、方便控制和容易控制沉降等特點(diǎn)．結(jié)構(gòu)采用前殼體、后殼體和過渡段i段式布置．過渡段與鋼管焊接。頂程完成后割除。頂管機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有如下特點(diǎn)。1)主軸通過剛度計(jì)算強(qiáng)度。安全系數(shù)達(dá)4．0以上：采用鍛件、調(diào)質(zhì)、2次以上探傷處理、密封面硬化處理和高精度車磨等．確保主軸達(dá)到使用要求。2)主軸密封采用3道或以上．并采用腔密封和強(qiáng)制密封形式。3)主軸支承采用二點(diǎn)式。推力軸承前置．使主軸所受彎矩比較?。欣擁敼芗m偏：軸向定位不超靜定．才能做到結(jié)構(gòu)緊湊、增加強(qiáng)度和剛度。防止轉(zhuǎn)動(dòng)零件破壞。4)動(dòng)力參數(shù)配置系數(shù)a>2．0．確保頂管機(jī)有足夠的脫困扭矩；操縱方式有機(jī)內(nèi)和機(jī)外

4、2種．且必須在機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)切換，才能有效控制泥水出土形式(土收稿日期：2010-4)1—15注漿減摩：測(cè)量控制文章編號(hào)：1004-4655(2010)03-0041-03壓平衡泥水出土)。2井內(nèi)布置鋼頂管施工井內(nèi)布置比混凝土頂管要求高．特別是頂管出洞安全性、穩(wěn)定性，出洞初期軸線定向，發(fā)射架定位剛度，外防腐層的保護(hù)都有明確要求。頂管機(jī)出洞要充分考慮頂管機(jī)的自重和重心位置，除主導(dǎo)軌外還應(yīng)該布置小導(dǎo)軌、延伸導(dǎo)軌，還考慮前2節(jié)鋼管使用短鋼管來穩(wěn)定重心．使出洞后在加固區(qū)和盡可能長(zhǎng)的距離內(nèi)使得頂管機(jī)與鋼管節(jié)聯(lián)合體重心在導(dǎo)軌上．盡可能減少頂管機(jī)出洞后下沉和“磕頭”現(xiàn)象。3個(gè)導(dǎo)軌的走向

5、、坡度必須一致。大、小導(dǎo)軌間必須預(yù)留>50cm的焊接坑．作為人工焊接操作及外防腐施工作業(yè)空間。洞圈前的小導(dǎo)軌作用不可忽視．因?yàn)槎慈μ幭鹉z止水壓板無(wú)剛性支承。可能隨機(jī)漂移。比如在焊接對(duì)管時(shí)有上下、左右偏差的，將難以對(duì)管和焊接．進(jìn)而引起質(zhì)量事故。它的作用不僅起到支撐作用．還有定位功能。出洞定向、發(fā)射架定位嚴(yán)格執(zhí)行“一放兩復(fù)”的測(cè)量原則，并通過公司、監(jiān)理、項(xiàng)目部i方控制和反復(fù)測(cè)量。導(dǎo)軌布設(shè)時(shí)軸線、坡度必須符合頂管設(shè)計(jì)要求，偏差控制在允許范圍內(nèi)。在復(fù)核無(wú)誤的情況下由項(xiàng)目經(jīng)理簽發(fā)“出發(fā)令”后方可進(jìn)行出洞施工．因?yàn)橐坏┏龆幢銦o(wú)可更改．如有偏差需要比較長(zhǎng)距離才能糾正。發(fā)射架定位剛

6、度相當(dāng)重要。鋼管在焊接形成管道的過程中．一定距離內(nèi)具有相當(dāng)大的剛性．如出洞段軸線與發(fā)射架定位鋼管軸線產(chǎn)生偏移．則對(duì)鋼管發(fā)射架會(huì)產(chǎn)生很大的作用力，因此，導(dǎo)軌布設(shè)完成后．應(yīng)在底部澆注混凝土以防頂管過程中因重壓產(chǎn)生沉降?；炷翝沧⒏叨炔怀^導(dǎo)軌施工范圍底部為宜。41中圄千后支j農(nóng)馮一輝，王康，王劍鋒：長(zhǎng)距離大口徑鋼頂管施工關(guān)鍵技術(shù)2010年第3期3組對(duì)焊接控制工程鋼管是在t廠內(nèi)卷制，并涂刷外防腐涂層的。鋼管運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后，在堆放鋼管的臨時(shí)托架上增設(shè)硬質(zhì)塑料滾輪：頂進(jìn)施工中．在頂進(jìn)主導(dǎo)軌上涂刷黃油．并放置鋼制滑靴．滑靴緊貼鋼管向前滑動(dòng)至焊接坑落下．防止外防腐涂層損傷。并緩

7、解管節(jié)自重產(chǎn)生的變形。鋼管頂進(jìn)土體后由于周邊土壓力不同。使其產(chǎn)生的形變量不同．可以在采用“O”形頂鐵上焊接一圈筋板使其保圓。鋼管組對(duì)前需要對(duì)管端剖121進(jìn)行打磨．在管端焊縫處采用馬鐵導(dǎo)向，主頂系統(tǒng)輔助推進(jìn)對(duì)接。對(duì)接時(shí)嚴(yán)格控制前后管道軸線重合一致．鋼管接口處錯(cuò)縫最大在2mm左右．初始頂進(jìn)的前100m范圍內(nèi)不能使前后兩管節(jié)產(chǎn)生夾角，否則會(huì)影響頂進(jìn)軸線控制。在鋼頂管施工中?，F(xiàn)場(chǎng)鋼管剖121采用“V”形(上半圓180。為外開口“V”。下部1800為內(nèi)開121“V”)?！癡”字形坡12I呈200(+00。一2．50)。接VI采用半自動(dòng)手工電弧焊接．端部襯托陶瓷墊片。正式焊